树根如何从基岩中汲取水分

作者: 特丝·约斯 (Tess Joosse)

来源: 环球科学

发布日期: 2021-12-22

研究表明,美国至少有24%的树木和灌木会定期从基岩取水,满足它们对水分的需求,即便在雨量正常的年份也是如此。在炎热干燥的加利福尼亚州和得克萨斯州,树木所需的50%以上的水分都来自基岩。基岩水可以帮助一些树木抵御气候变化造成的干燥天气。

博物学家早已经注意到,树根能通过疏松的土壤深扎到下方坚硬的基岩里,不过这种罕见的“入侵”曾被认为只是一件奇事。2013年,水文学家丹妮拉·伦珀(Daniella Rempe)深入考察了加利福尼亚州北部的山坡,她发现树根会从岩石汲取大量的水分,因为地下水会渗入并储存在岩石的孔隙和裂缝中。对此,生态水文学家埃丽卡·麦考密克(Erica McCormick)表示:“我们想要评估这种现象到底有多普遍。

”她来自于得克萨斯大学奥斯汀分校伦珀实验室,伦珀实验室的研究团队决定绘制美国大陆上植物从基岩取水的地图。基于2003到2017年间的美国地质数据,研究人员确定了美国哪些地区的森林和灌木林地生长在基岩上,而且它们的树根能伸入岩石。他们随后利用已知的降水率、蒸发率和土壤湿度,计算出了有多少未知的循环水,他们推测这些水有可能储藏在岩石深处。

这项发表于《自然》(Nature)的研究表明,对于许多植物而言,基岩中的水远非最后的选择。美国至少有24%的树木和灌木会定期从基岩取水,满足它们对水分的需求,即便在雨量正常的年份也是如此。而且,在炎热干燥的加利福尼亚州和得克萨斯州,树木所需的50%以上的水分都来自基岩。基岩水可以帮助一些树木抵御气候变化造成的干燥天气。

不过,在全球变暖的背景下,虽然有科学项目试图预测植物在未来会通过什么样的方式获取水分,却都忽略了植物可以从岩石中获取水分的现象。苏珊·施温宁(Susan Schwinning,并未参与这项研究)是美国得克萨斯州立大学的生态学家,她说:“新研究的作者认为,植物从基岩中取水并不是一个地区性的特殊现象,因此应该从更广泛的角度进行研究。

”伦珀表示,研究人员现在关注的是,加利福尼亚州的植物是如何利用基岩水应对这里严重干旱的天气的。最初,相对柔软的树根是如何钻进岩石里的?施温宁表示,事实上,基岩和土层会慢慢混合在一起。随着时间推移,向下渗透的雨水会侵蚀深层的基岩,使基岩形成节理(岩石的裂隙,一种精细的断裂结构)。手指状的根须可以从这种裂隙伸进去,并在需要时汲取裂隙中积蓄的水分。

细菌和真菌附着在根部,这有利于增加根部的表面积,并能协助根部从最小的裂隙里汲取水分。伦珀说:“树根在石头的裂隙里找到了这个美丽的家园,对于它们来说,土壤底下是一个全新的世界。”

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